JPH01215561A - サーマル記録ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、感熱記録装置やインクジェット記録装置等
において用いられる熱エネルギ駆動タイプのサーマル記
録ヘッド及びその製造方法の改良に関する。

［従来の技術１ 感熱記録装置等において用いられる従来のサーマル記録
ヘッドとしては、第６図に示すように、ヘッド本体を構
成する絶縁性基板１表面に発熱抵抗体層２をスパッタリ
ング法により成膜した後、ホトリソエツチングにより所
望の形状にパターン化し、しかる後、ＮｉＣｒ層やＣｒ
層等の接＠層３ａ及び全導電層３ｂをスパッタリング法
等により順次積層した後、ホトリソエツチングにより所
望の形状にパターン化される給電層３を形成し、この上
に、保護層４、耐摩耗層５を設けてなるものがある（特
開昭６２−１１９０５８号参照）。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このようなサーマル記録ヘッドにおいて、上
記給電層３を形成する際には、先ず、金環電１１３ｂを
所定幅にホトリソエツチングした後、接着層３ａをホト
リソエツチングする工程があるが、給電層３の抵抗を極
力小さくするという観点から接着層３ａをあまり厚く形
成することができず、また、ＮｉＣｒ等の接着層３ａの
エツチング速度は金環電層３ｂ存在下では局部電池の作
用により始めは遅いが加速度的に速くなる特徴があるた
め、第７図に示すように、接着層３ｂの幅方向両側縁が
全導電層３ｂの幅方向両側縁より内側に向かって浸蝕さ
れる現象（所謂オーバエツチング）が起り、接着層３ａ
の両側縁に凹所６が形成されることになる。それゆえ、
全導電層３ｂを接着固定するための接着層３ａの接着面
積自体が上記凹所６のスペース分だけ狭くなり、給電Ｗ
Ｊ３が剥がれ易くなるほか、給電層３を覆う保護層４が
凹所６部分には充分に回り込まず、凹所６に対応した保
護層４部分が亀裂し易く、製造上サーマル記録ヘッドの
歩留りが悪くなるという問題が生ずる。

このような問題を解決するために、接着層３ａを用いず
に全導電層３ａを二層構造とし、真空中で第一層目を形
成して実質的に接着層として機能させるようにしたもの
が提供されているが、上述した接着層３ａに比べて接着
強度が弱く、全導電層３ｂの剥離を完全に回避する手段
としては未だ不充分なものであった。

この発明は、以上の問題点に着目して為されたものであ
って、発熱抵抗体への給電層の接着性を良好に保つこと
ができるようにしたサーマル記録ヘッド及びその製造方
法を提供するものである。

［課題を解決するための手段１ すなわち、第一の発明は、第１図（ａ）に示すように、
ヘッド本体の構成部材である絶縁性基板１面に発熱抵抗
体２層とこの発熱抵抗体層２に給電するための給電層３
とを設けたサーマル記録ヘッドを前提とし、上記給電層
３を接着層３ａとこの接着層３ａ上に積層される全導電
層３ｂとで構成し、接着層３ａの線幅ｍ１を全導電層３
ｂのそれｍ２よりも広く設定したものである。

そして、第二の発明は、第一の発明に係るサーマル記録
ヘッドの製造方法に関するもので、第１図（ｂ）に示す
ように、ヘッド本体の構成部材である絶縁性基板１面に
発熱抵抗体層２を形成する発熱抵抗体層形成工程Ａと、
上記発熱抵抗体層２に給電するための給電層３とすべき
接着層３ａと全導電層３ｂとを絶縁性基板１上に連続的
に積層する積層工程Ｂと、上記金環電層３ｂ上に所定幅
のホトレジストパターンを形成した後金導電層３ｂに対
してエツチング処理する第一のエツチング工程Ｃと、第
一のエツチング工程Ｃにて形成された金環電層３ｂ上に
この全導電層３ｂより幅広のホトレジストパターンを形
成した後接着層３ａに対してエツチング処理する第二の
エツチング工程りと、第二のエツチング工程り終了後に
おいて残留ホトレジストパターンを剥離する剥離工程Ｅ
とを含むものである。

このような技術的手段において、サーマル記録ヘッドの
適用対象としては、直接若しくは間接型の感熱記録装置
や熱エネルギを単独若しくは他のエネルギ等と協同で作
用させてインクを飛翔させるインクジェット記録装置等
が挙げられる。

また、発熱抵抗体層２の素材としては所定の発熱特性を
有するものであれば適宜選択して差支えなく、給電層３
の接着層３ａについてもＮｉＣｒ、Ｃｒ等を始めとして
適宜選択して差支えない。

更に、接着層３ａの線幅を全導電層３ｂのそれよりも広
く設定する箇所については、接着性を良好に保つという
観点からすれば給電層３の総てを対象とすることが好ま
しいが、必ずしも給電層３の総てを対象とする必要はな
く、少なくとも全導電層３ｂの線幅が狭い箇所について
適用すればよい。また、接着層３ａの線幅を全導電層３
ｂのそれよりも広く設定するには第二の発明に係る方法
が挙げられるが、これ以外の公知の方法で設定するよう
にしても差支えない。

また、第二の発明において、第一のエツチング工程Ｃに
て形成された金環電層３ｂ上にこの全導電層３ｂより幅
広のホトレジストパターンを形成した後接着層３ａに対
してエツチング処理する第二のエツチング工程りがある
が、この際、第一のエツチング工程Ｃにおいて形成され
た残留ホトレジストパターンを残したまま新たにホトレ
ジストパターンを重ねあるいは付加してもよいが、ホト
レジストパターンを均一に形成するという観点からすれ
ば、第二のエツチング工程りのホトレジストパターンの
形成工程Ｄ１として、第一のエツチング工程Ｃにおける
残留ホトレジストパターンを一旦除去した後新たに第二
のエツチング工程りにおけるホトレジストパターンを設
けるようにすることが好ましい。

［作用］ 上述したような技術的手段によれば、給電層３を構成す
る接着層３ａの線幅が全導電層３ｂのそれよりも広く形
成されるので、接着層３ａの幅方向両側縁に凹所が形成
されることはなくなり、全導電層３ｂの実質的な接着面
積を広く確保することができる。

［実施例］ 以下、添附図面に示す実施例に基づいてこの発明に係る
サーマル記録ヘッド及びその製造方法を詳細に説明する
。

第２図は所謂熱静電型インクジェット記録装置で用いら
れるサーマル記録ヘッドにこの発明を適用したものであ
る。

同図において、サーマル記録ヘッドＨは、一対の絶縁性
基板１，１１間にスリット状のインク室１２が形成され
るヘッド本体１０と、このヘッド本体１０のインク室１
２の出口側に位置するインク吐出部１２ａ内のインク１
３に対して画素密度に応じた熱信号を印加する熱信号印
加手段２０と、インク吐出部１２ａに対向して配置され
る対向電極（図示せず）との間でインク吐出部１２ａ内
のインク１３に上記熱信号に同期した静電界を作用させ
る静電誘導用電極３０とで構成されている。

この実施例において、上記絶縁性基板１．１１は例えば
アルミナセラミックスで構成されており、一方の絶縁性
基板１の内面には平面性及び蓄熱性を確保する上で例え
ばＳ　ｉ　Ｏ２からなるグレーズ１４が積層されている
。そして、上記インク室１２は、例えばギャップ５０μ
ｍのインク吐出部１２ａと、このインク吐出部１２ａよ
り幅広のギャップ１，０００μｍ程度のインク溜め部１
２ｂとで構成されている。

また、上記熱信号印加手段２０は、第２図ないし第４図
に示すように、インク吐出部１２ａに対応した絶縁性基
板１の内面部に画素密度毎に例えばＭ字型に形成される
発熱抵抗体Ｊ！！２と、この発熱抵抗体層２に画信号に
応じた制御信号を供給すべく絶縁性基板１の内面部に形
成される給電層３とを備えている。

この実施例において、上記発熱抵抗体層２は、例えば窒
化タンタルＴａＮ２を反応性スパッタリング法により成
膜し、ホトリソプロセスにて成膜された窒化タンタル層
をＭ字型の抵抗体パターンにパターン化した後、反応性
イオンエツチング法によりエツチング処理したものであ
り、この実施例では、発熱抵抗体層２のスリット方向の
幅寸法は７０μｍ、その発熱有効面積は１４，０００μ
ｍ２、その抵抗値は１にΩである。

また、上記給電層３は、相隣接する発熱抵抗体層２を一
単位として、略コ字状に形成されて各発熱抵抗体層２の
相隣接する基端側に接続される共通電極２１と、各発熱
抵抗体層２の隣接しない基端側に接続される独立電極２
２とからなり、各電極２１．２２の最小線幅は２０μｍ
程度になっている。この実施例において、上記給電層３
は、約０．０５ｕｍ厚のＮｉＣｒ等の接着層３ａと、こ
の接着層３ａ上に積層される約１μｍ厚の金環電層３ｂ
とからなるもので、接着層３ａの線幅は金環電層３ｂの
それより約片側５μｍずつ太く設定されている。

そして、この給電層３の製造方法としては第５図に示す
ものが採用されている。具体的には、先ず第５図（ａ）
に示すように、絶縁性基板１の内面上に、ＮｉＣｒ合金
等の接着層用の下層３ｂを０．０５μｍ、Ａｕからなる
金環Ｎ層用の上層３２を約１μｍの厚みで順次真空蒸着
した後、第５図（ｂ）に示すように、給電層３パターン
に対応したホトレジストパターン３３を上層３２上に塗
布して金環電層用のエツチングを行い、第５図（Ｃ）に
示すように、ホトレジストパターン３３に対応した箇所
以外の上層３２部分を除去し、残留上層３２部分を給電
層３の金環電層３ｂとする。次いで、第５図（ｄ）に示
すように、上記残留ホトレジストパターン３３を所定の
溶剤により剥離した後、第５図（ｅ）に示すように、上
記金環電層３ｂの線幅より片側５μｍずつ太いホトレジ
ストパターン３４を上記下層３ｂ及び金環電層３ｂ上に
塗布して接着層用のエツチングを行い、第５図（ｆ）に
示すように、ホトレジストパターン３４に対応した箇所
以外の下層３ｂ部分を除去し、残留下層３ｂ部分を給電
層３の接着層３ａとする。しかる後、第５図（ａ）に示
すように、残留ホトレジストパターン３４を所定の溶剤
で剥離する。

また、上記各電極２１．２２の基端側は例えば有機材料
からなる絶縁層２３で被覆されている。

この実施例において、上記絶縁層２３は、例えば感光性
ポリイミド樹脂（東し株式会社製商品名フォトニースＵ
Ｒ３ｂ００）をスピンコード法により塗布し、８０℃、
６０分の熱処理（プリベーク）を行った後パターン露光
処理を施し、未露光部分を溶剤処理により除去して上記
共通電極２１の基端連結部２１８′に対応した箇所に、
２００Ｘ５００μｍの矩形状スルーホール２４を形成し
、次いで、窒素雰囲気下１８０℃で３０分、３００℃で
３０分及び４００℃で３０分の熱処理を施し、上記ポリ
イミド樹脂をイミド化させたものである。

また、この絶縁層２３の上には、ＮｉＣｒ合金を約０．
０５μｍ、Ａｕを約２μｍの厚みで順次真空蒸着して形
成してなる通電電極層２５が形成されており、この通電
電極層と上記共通電極２１の基端連結部２１ａとが上記
スルーホール２４を介して相互に着接されている。

更に、上記発熱抵抗体層２及び給電層３の発熱抵抗体層
２側の上には、ＲＦスパッタリング法により形成された
約２μｍ厚のＳｉＯ２製保護層２６が配設されており、
この保護層２６上に上記静電誘導用電極３０が形成され
ている。この実施例において、上記静電誘導用電極３０
は、Ｃｒを０．１ｔｔｍ、Ｃｕを０．８μｍ及びＣｒを
約０．１μｍで保護層２６上に順次蒸着し、ホトリソエ
ツチング処理法により上記発熱抵抗体層２に対応した櫛
形状に形成してなるものである。尚、上記保護層２６を
形成する際においては、上記給電層３の基端側にマスク
をかけ給電層３の基端側に保護層２６が形成されないよ
うにしている。

従って、この実施例に係るサーマル記録ヘッドによれば
、特に給電層３の製造過程において、接着層３ａのバタ
ーニング用のホトレジストパターン３４が金環電層３ｂ
の線幅を越えた範囲で下層３ｂ上に塗布されているため
、エツチング処理の際に金環電層３ｂの両側縁に対応し
た下層３ｂ箇所がオーバエツチングされたとしても、接
着層３ａの線幅が金環電層３ｂのそれより狭くなること
はなく、金環Ｎ層３ｂの実質的接着面積は充分に確保さ
れることになる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、この発明に係るサーマル記録
ヘッド及びその製造方法によれば、発熱抵抗体への給電
層構造として、接着層の幅方向両側縁に凹所を形成する
ことなく、金環電層の実質的接着面積を広く確保するよ
うにしたので、給電層の剥離及び給電層を覆う保護層等
の亀裂を有効に防止することができ、その分、製造上の
サーマル記録ヘッドの歩留りを向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は第一の発明に係るサーマル記録ヘッドの
構成を示す概略説明図、第１図（ｂ）は第二の発明に係
るサーマル記録ヘッドの製造方法の各工程を示す説明図
、第２図は熱静電型インクジェット記録装置で用いられ
るサーマル記録ヘッドに第一の発明を適用した一実施例
を示す一部破断斜視図、第３図及び第４図は第２図中■
−■線及びＩＶ−ｒＶ線断面図、第５図（ａ）ないしく
ｇ）は実施例における給電層の製造工程を示す説明図、
第６図は従来のサーマル記録ヘッドの一例を示す断面説
明図、第７図は第６図中Ｖｌ−Ｖｌ線断面図である。 ［符号の説明］ １・・・絶縁性基板　　２・・・発熱抵抗体層３・・・
給電層　　　　３ａ・・・接着層３ｂ・・・金環電層 特許出願人　　富士ゼロックス株式会社代　理　人　　
弁理士　　中村　智廣 第１　図（ａ） 第１図（ｂ） 第５図 第６図 ■ 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ヘッド本体の構成部材である絶縁性基板（１）面に
   発熱抵抗体層（２）とこの発熱抵抗体層（２）に給電す
   るための給電層（３）とを設けたサーマル記録ヘッドに
   おいて、 上記給電層（３）は接着層（３ａ）とこの接着層（３ａ
   ）上に積層される金導電層（３ｂ）とで構成されており
   、上記接着層（３ａ）の線幅（ｍ１）が金導電層（３ｂ
   ）のそれ（ｍ２）よりも広く設定されていることを特徴
   とするサーマル記録ヘッド。 ２）ヘッド本体の構成部材である絶縁性基板（１）面に
   発熱抵抗体層（２）を形成する発熱抵抗体層形成工程（
   Ａ）と、 上記発熱抵抗体層（２）に給電するための給電層（３）
   とすべき接着層（３ａ）と金導電層（３ｂ）とを絶縁性
   基板（１）上に連続的に積層する積層工程（Ｂ）と、上
   記金導電層（３ｂ）上に所定幅のホトレジストパターン
   を形成した後金導電層（３ｂ）に対してエッチング処理
   する第一のエッチング工程（Ｃ）と、第一のエッチング
   工程（Ｃ）にて形成された金導電層（３ｂ）上にこの金
   導電層（３ｂ）より幅広のホトレジストパターンを形成
   した後接着層（３ａ）に対してエッチング処理する第二
   のエッチング工程（Ｄ）と、第二のエッチング工程（Ｄ
   ）終了後において残留ホトレジストパターンを剥離する
   剥離工程（Ｅ）とを含むサーマル記録ヘッドの製造方法
   。 ３）第二のエッチング工程（Ｄ）のホトレジストパター
   ンの形成工程（Ｄ１）は、第一のエッチング工程（Ｃ）
   にて形成された金導電層（３ｂ）上の残留ホトレジスト
   パターンを剥離した後に行われることを特徴とする請求
   項２記載のサーマル記録ヘッドの製造方法。